[发明专利]降低卷烟烟气中苯并[a]芘的聚阳离子添加剂及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及卷烟降焦减害技术领域，具体涉及一种降低卷烟烟气中苯并[a]芘的聚阳离子添加剂及制备方法。

背景技术

随着社会对吸烟与健康问题关注的不断增强，卷烟产品的降焦减害技术研究已经引起烟草行业的高度重视。而多环芳烃是卷烟烟气中最主要、数量最多的一类致癌物，其中又以苯并[a]芘的致癌活性最强。因此，降低卷烟烟气中苯并[a]芘等多环芳烃的含量已成为卷烟降焦减害技术研究中的重要研究课题。国家烟草总局也已将降低卷烟烟气中苯并[a]芘等7种有害成分的含量作为目前中式卷烟降焦减害的重要研究目标。

研究表明，烟草本身只含有少量的多环芳烃，卷烟烟气中的多环芳烃绝大部分是在吸烟过程中由萜烯、植物甾醇(如豆甾醇)、蜡、糖、氨基酸、纤维素等组分通过热裂解、高温热合成反应以及各种初级烃的自由基反应产生。因此，目前许多方法都是通过向烟丝中添加各种添加剂，干预多环芳烃的产生过程来降低烟气中苯并[a]芘等多环芳烃的含量。但是这类方法常使烟气的口感受到影响，有时还会增加其他有害成分的含量。滤嘴作为联系吸烟者与主流烟气的桥梁，已成为低危害卷烟中不可或缺的部分。目前，也有不少报道公开了向卷烟滤嘴中添加各种添加剂来降低烟气中苯并[a]芘等多环芳烃的含量；如红塔烟草集团的孟昭宇等人在中国专利申请CN200610083014.X中将表面通过有机硅烷偶联剂修饰的中孔分子筛应用于卷烟滤嘴中来降低卷烟烟气中多环芳烃等多种有害成分的含量。长沙卷烟厂的谭英等人在中国专利ZL 02114041.3中公开了一种硅胶表面硅烷化后共价键合月桂酸的修饰硅胶，并将其作为卷烟滤嘴添加剂，可以有效降低卷烟烟气中苯并[a]芘的含量。但是在这些所报道的滤嘴添加剂中，作者往往只能实现多孔材料的单一化修饰，而不能在多孔材料的表面同时引入多种修饰基团。

发明内容

本发明提供了一种新型的功能化聚阳离子。

本发明还提供了一种表面经功能化聚阳离子修饰的多孔材料作为降低卷烟烟气中苯并[a]芘含量的卷烟滤嘴添加剂。

本发明还提供了一种降低卷烟烟气中苯并[a]芘含量的卷烟滤嘴添加剂的制备方法。

一种降低卷烟烟气中苯并[a]芘含量的滤嘴添加剂，是以多孔材料为载体且在多孔材料表面负载了功能化聚阳离子的材料。

所述的多孔材料可选用本领域具有多孔结构的材料，这些多孔材料本身具有一定的吸附性能或带有一定量的负电荷，可作为阳离子型聚电解质的载体，如活性炭、海泡石、沸石、分子筛、大孔吸附树脂、硅胶等中的一种。

所述的功能化聚阳离子选用共价键合黄酮类化合物的功能化聚阳离子，优选以下式I结构式所示的共聚物：

式I

其中，x/y＝1/50～10/1，x/y为组成摩尔比，x和y均为正整数；

n为1～4的整数；

R₂为苄基、乙基、丁基、十六烷基中的一种；

R₁为下述式VI、式VII、式VIII、式IX所示四种基团中的一种：

式VI                                式VII

式VII                                   式IX

所选用的R₁基团分别是在葛根素、芍药苷、柚皮苷、淫羊藿苷中糖环上的伯羟基位置(如式VI、式VII、式VIII、式IX所示)处缺失一个氢原子而形成的基团。

所述的功能化聚阳离子一般是由共价键合R₁的甲基丙烯酸类可聚合单体与共价键合R₂的季铵盐可聚合单体通过共聚反应制备的。其中，所述的共价键合R₁的甲基丙烯酸类可聚合单体的结构式一般为如下式II所示，这类单体是由现有的酶促酯交换反应制备的，一般采用脂肪酶作为催化剂，将相应的甲基丙烯酰氧基脂肪酸乙烯酯(结构如下式III所示)和市售的葛根素、淫羊藿苷、芍药苷、柚皮苷等黄酮类化合物中的一种在45～55℃下反应12小时～3天制备而得。而其中所述的甲基丙烯酰氧基脂肪酸乙烯酯一般是由相应的羟基脂肪酸(结构如下式IV所示)先与醋酸乙烯酯在醋酸汞和浓硫酸催化、醋酸铜作为阻聚剂下反应，得到产物再和甲基丙烯酰氯反应制备得到。

式II；                    式III；                      式IV；